DE1255145B

DE1255145B - Electromechanical pilot level control system for communication systems

Info

Publication number: DE1255145B
Application number: DE1965S0099605
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Menso Arends; Kurt Friebel
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1965-09-23
Filing date: 1965-09-23
Publication date: 1967-11-30
Also published as: BE687301A

Description

Elektromechanisches Pilotpegelregelungssystem für Nachrichtenübertragungssysteme Die Erfindung betrifft ein elektromechanisches Pilotpegelregelungssystem für Nachrichtenübertragungssysteme, insbesondere für Freileitungsträgerfrequenzsysteme, bei dem durch Vergleich einer aus der emfangenen Pilotspannung abgeleiteten, dieser proportionalen Gleichspannung mit einer Sollspannung eine Differenzspannung gebildet ist, die bei Pegelabweichungen eine Steuerschaltung mit einem Taktgeber in Tätigkeit setzt, der erst nach Überwindung einer angelegten Sperrspannung in Betrieb gesetzt wird und der mittels seiner abgehenden Impulse ein Schrittschaltwerk mit zwei Schaltmagneten betätigt, die entsprechend der erforderlichen Regelrichtung in den Ausgangskreis des Taktgebers eingeschaltet sind und ein Stellglied schrittweise verstellen.Electromechanical pilot level control system for communication systems The invention relates to an electromechanical pilot level control system for communication systems, especially for overhead line carrier frequency systems, in which by comparison one This proportional DC voltage derived from the received pilot voltage a differential voltage is formed with a nominal voltage, which in the event of level deviations sets a control circuit with a clock in action, which only after overcoming an applied reverse voltage is put into operation and by means of its outgoing Impulse actuates a step-by-step mechanism with two solenoids that operate accordingly the required control direction is switched on in the output circuit of the clock generator and adjust an actuator step by step.

Es ist ein elektromechanisches Pegelregelungssystem bekannt, bei dem die Abweichungen der gleichgerichteten Pilotspannung vom Ausgangssollwert mit einem Spannungsnormal verglichen werden und die Differenzspannung einer Steuerschaltung zugeführt wird. Je nach Über- oder Unterpegel tritt eine als bistabiler Multivibrator aufgebaute Steuerschaltung in Tätigkeit und schaltet ein Relais ein, das seinerseits wieder je nach Pegelabweichung einen von zwei Schaltmagneten betätigt, die das Schrittschaltwerk in der jeweiligen Richtung bei jedem Schaltimpuls um einen Schritt weiterbewegen. Das Schrittschaltwerk ist mit einem Potentiometer, welches das Stellglied steuert, verbunden. Ein derartiges elektromechanisches Pegelregelungssystem hat gegenüber vollelektronischen Pegelregelungssystemen den Vorteil, daß bei Ausfall der Netzspannung der zuletzt vorhandene Einstellzustand gespeichert bleibt, so daß nach dem behobenen eventuellen Leitungsschaden für die Strecke eine sehr kurze Einregelzeit genügt. Das bekannte, vorstehend beschriebene Pegelregelungssystem arbeitet jedoch mit Relaiskontakten zum An-und Ausschalten des Schrittschaltwerkes.There is known an electromechanical level control system in which the deviations of the rectified pilot voltage from the output setpoint with a Voltage normal are compared and the differential voltage of a control circuit is fed. Depending on the over- or under-level, one occurs as a bistable multivibrator established control circuit in action and switches on a relay, which in turn again depending on the level deviation, one of two switching magnets is actuated, which actuates the stepping mechanism Move one step further in the respective direction with each switching pulse. The stepping mechanism is equipped with a potentiometer, which controls the actuator, tied together. Such an electromechanical level control system has opposite fully electronic level control systems have the advantage that in the event of a mains voltage failure the last existing setting status remains stored, so that after the corrected A very short settling time is sufficient for any line damage for the line. However, the known level control system described above works with relay contacts for switching the stepping mechanism on and off.

Im Zuge der Weiterentwicklung der Technik ist man bestrebt, mechanische Kontakte weitgehend zu vermeiden.In the course of the further development of technology, efforts are made to use mechanical Avoid contacts as much as possible.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird das elektromechanische Pilotpegelregelungssystem gemäß der Erfindung derart ausgebildet, daß in Reihe zu jedem Schaltmagneten ein Schalttransistor liegt und daß die Schalttransistoren von der Steuerschaltung derart angesteuert sind, daß bei Unter- oder Überpegel am Ausgang des Nachrichtenübertragungssystems entsprechend jeweils der eine Schalttransistor durchgesteuert und der andere Schalttransistor gesperrt ist, während bei einem Pegel innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches (Sollpegel) beide Schalttransistoren durchgesteuert sind, und daß zwischen den beiden Zuleitungen für die Schaltmagneten ein hochohmiger Spannungsteiler angeordnet ist, dessen elektrische Mitte mit dem Steuereingang des Taktgebers verbunden ist.The electromechanical pilot level control system is used to solve this problem designed according to the invention such that in series with each solenoid Switching transistor is and that the switching transistors of the control circuit such are controlled that in case of under- or over-level at the output of the communication system correspondingly in each case one switching transistor is turned on and the other switching transistor is blocked, while at a level within a predetermined tolerance range (Setpoint level) both switching transistors are turned on, and that between the two A high-resistance voltage divider is arranged on the supply lines for the switching magnets, whose electrical center is connected to the control input of the clock generator.

Durch diese Maßnahmen wird ein hochwertiges Pegelregelungssystem mit äußerst geringer Störanfälligkeit unter Beibehaltung der Vorzüge eines auf elektromechanischer Basis arbeitenden Pegelregelungssystems erhalten. Außerdem wird trotz Verringerung des platzmäßigen Aufwandes für die zur Pegelregelung erforderliche Einrichtung das Einsetzen des Regelvorganges gegenüber bekannten Systemen beschleunigt.Through these measures, a high quality level control system is achieved extremely low susceptibility to failure while maintaining the advantages of an electromechanical Base working level control system received. Also, despite reduction the amount of space required for the facility required for level control The start of the control process is accelerated compared to known systems.

An Hand des Ausführungsbeispiels nach der F i g. 1 sowie der Diagramme nach den F i g. 2 a und 2 b sowie 3 a und 3 b wird die Erfindung näher erläutert.On the basis of the exemplary embodiment according to FIG. 1 as well as the diagrams according to the F i g. 2 a and 2 b and 3 a and 3 b, the invention is explained in more detail.

Der gleichgerichtete Pilotstrom I" in F i g. 1 durchfließt den Spannungsteiler R 1, R 2; die an R 2 abgegriffene Pilotspannung U, wird mit der Zenerspannung der Diode D 2 verglichen. Ist die Pilotspannung kleiner als diese Zenerspannung, so ist die Zenerdiode D 2 hochohmig, die Diode D 1 dagegen niederohmig, und es fließt daher ein Strom 1o über R 3, D 1 und R 2. Der Transistor Ts 1 mit Basiswiderstand R 4, Kollektorwiderstand R 5 und Emitterwiderstand R 6 erhält keinen Basisstrom und ist daher gesperrt. Ebenfalls der Transistor Ts2 mit R 6 als Basiswiderstand, R 11 als Emitterwiderstand und den Kollektorwiderständen R 9 und R 10. Der Transistor Ts3 mit Basiswiderstand R8, Emitterwiderstand R 11 und Kollektorwiderständen R 12 und R13 ist durchgesteuert. Nimmt nun die Pilotspannung U, zu und übersteigt die Zenerspannung von D2, so wird die Diode D 1 gesperrt und D 2 durchlässig. Im Übergangsbereich erhält man somit eine vom Pilotstrom 1" gesteuerte Stromverteilung der Ströme 1D und 1Z, wie aus den F i g. 2 a und 2 b ersichtlich.The rectified pilot current I ″ in FIG. 1 flows through the voltage divider R 1, R 2; the pilot voltage U tapped at R 2 is compared with the Zener voltage of the diode D 2. If the pilot voltage is less than this Zener voltage, the Zener diode is D 2 high resistance, the diode D 1, however, low resistance, and therefore a current 1o flows through R 3, D 1 and R 2. The transistor Ts 1 with base resistance R 4, collector resistance R 5 and emitter resistance R 6 receives no base current and is therefore Also the transistor Ts2 with R 6 as the base resistor, R 11 as the emitter resistor and the collector resistors R 9 and R 10. The transistor Ts3 with the base resistor R8, emitter resistor R 11 and collector resistors R 12 and R13 is turned on. Now takes the pilot voltage U, to and exceeds the Zener voltage of D2, the diode D 1 and D 2 is locked permeable. In the transition area is therefore obtained a "controlled by the pilot stream 1 flow distribution of the currents 1D and 1Z, as shown in FIGS. 2 a and 2 b can be seen.

Der Transistor Ts 1 erhält nun über R 3 und D 2 Basisstrom und wird durchgesteuert. An dem Kollektor von Tsl ist über den Widerstand R7 der Transistor Ts3 angekoppelt; der Transistor Ts2 ist an dem Emitter von Ts 1 angeschlossen und wird mit diesem durchgesteuert. Die Schalttransistoren Ts4 und Ts 5 werden direkt von den Transistoren Ts 2 bzw. Ts3 gesteuert und sind in Reihe mit den beiden Schaltmagneten M1 bzw. M2 geschaltet.The transistor Ts 1 now receives base current via R 3 and D 2 and is turned on. The transistor Ts3 is coupled to the collector of Tsl via the resistor R7; the transistor Ts2 is connected to the emitter of Ts 1 and is turned on with this. The switching transistors Ts4 and Ts 5 are controlled directly by the transistors Ts 2 and Ts3 and are connected in series with the two switching magnets M1 and M2.

Die Diagramme nach den F i g. 3 a und 3 b zeigen den Verlauf der Kollektorspannung Uc von Tsl, Ts4 und Ts5 in Abhängigkeit vom Pilotgleichstrom I". Bei einem Pilotstrom von 1p=4 mA ist der Transistor Ts5 durchgesteuert; d. h., seine Kollektor-Emitter-Spannung beträgt 0 V, und UG 5 hat ihren vollen Wert. Am Schaltmagneten M2 liegt daher die volle Betriebsspannung UB. Gleichzeitig ist der Transistor Ts4 gesperrt: Uc, = 0 V. Bei einem Pilotstrom von La = 6 mA werden die beiden Schalttransistoren in umgekehrter Weise angesteuert. Zwischen den beiden Widerständen R 14 und R 15, die zwischen den beiden Kollektoren von Ts4 und Ts5 liegen, wird die Steuerspannung für den Impulsgeber abgenommen. Bei z. B. 4 mA und 6 mA Pilotstrom ist immer ein Transistors Ts4 bzw. Ts5 gesperrt und der andere durchgesteuert, so daß über der Reihenschaltung der beiden Widerstände R 14 und R 15 die volle Betriebsspannung liegt und daher der Impulsgeber in Betrieb ist.The diagrams according to FIGS. 3 a and 3 b show the course of the collector voltage Uc of Tsl, Ts4 and Ts5 as a function of the pilot direct current I ". With a pilot current of 1p = 4 mA, the transistor Ts5 is turned on; that is, its collector-emitter voltage is 0 V, and UG 5 has its full value. The full operating voltage UB is therefore applied to the switching magnet M2. At the same time, the transistor Ts4 is blocked: Uc, = 0 V. With a pilot current of La = 6 mA, the two switching transistors are activated in the opposite way The control voltage for the pulse generator is taken from both resistors R 14 and R 15, which are between the two collectors of Ts4 and Ts5 controlled through, so that the full operating voltage is across the series connection of the two resistors R 14 and R 15 and therefore the pulse generator is in operation.

Im Pilotsollwertbereich (1p .@ 5 mA) sind beide Schalttransistoren Ts4 und Ts5 durchgesteuert, der Impulsgeber erhält über R 14 und R 15 Sperrpotential und ist nicht in Betrieb.Both switching transistors are in the pilot setpoint range (1p. @ 5 mA) Ts4 and Ts5 activated, the pulse generator receives blocking potential via R 14 and R 15 and is not in operation.

Die Breite des Sollwertbereiches ist je nach Leitungsart verschieden: Bei Kabelbetrieb ist eine Sollwertbreite von ± 0,2 mA ausreichend (vgl. F i g. 2 a und 3 a), während bei Freileitungsbetrieb infolge einer größeren Dämpfungsänderung pro Schaltschritt ein Bereich von ± 0,4 mA erforderlich wird (vgl. Fi g. 2b und 3b). Durch Einfügen eines Widerstandes R in Reihe zur ZenerdiodeD2 wird die Stromverteilung 1D : IZ beeinflußt und damit ein breiterer Sollwertbereich entsprechend F i g. 3 b für R = 4 kS2 erreicht. Ist nur einer der beiden Transistoren Ts4 oder Ts5 durchgesteuert und der Impulsgeber daher in Betrieb, so erhält die Wicklung des Schaltmagneten Ml bzw. M2 Strom, und das in F i g. 1 nicht näher gezeigte Schrittschaltwerk wird weitergeschaltet. Das Schrittschaltwerk ist mit dem ebenfalls nicht dargestellten Abgriff eines Potentiometers verbunden, das entweder selbst als Stellglied in die übertragungsleitung eingeschaltet ist oder einen Heißleiter als Stellglied steuert, welcher in einen in der übertragungs-Leitung liegenden Regelentzerrer eingeschaltet ist.The width of the setpoint range differs depending on the type of line: For cable operation, a setpoint width of ± 0.2 mA is sufficient (cf.Fig. 2 a and 3 a), while for overhead line operation a range of ± 0 due to a greater change in attenuation per switching step , 4 mA is required (see Fig. 2b and 3b). By inserting a resistor R in series with the Zener diodeD2, the current distribution 1D : IZ is influenced and thus a wider setpoint range according to FIG. 3 b reached for R = 4 kS2. If only one of the two transistors Ts4 or Ts5 is turned on and the pulse generator is therefore in operation, the winding of the switching magnet Ml or M2 receives current, and that in FIG. 1 stepping mechanism, not shown in more detail, is advanced. The stepping mechanism is connected to the tap of a potentiometer, also not shown, which is either turned on as an actuator in the transmission line or controls a thermistor as an actuator, which is turned on in a control equalizer located in the transmission line.

Claims

Claim: Electromechanical pilot level control system for communication systems, in particular for overhead line carrier frequency systems, in which a differential voltage is formed by comparing a direct voltage derived from the received pilot voltage and proportional to this voltage with a nominal voltage applied blocking voltage is put into operation and which, by means of its outgoing impulses, actuates a stepping mechanism with two switching magnets, which are switched on in the output circuit of the clock generator according to the required control direction and adjust an actuator step by step, because it indicates that in series with each switching magnet (M1 , M2) a switching transistor (Ts4, Ts5) is located and that the switching transistors are controlled by the control circuit in such a way that if the output of the message transmission system is too low or too high stems in each case the one switching transistor is switched on and the other switching transistor is blocked, while at a level within a predetermined tolerance range (target level) both switching transistors (Ts4, Ts5) are switched on, and that between the two leads for the switching magnets (M1, M2) high-resistance voltage divider (R 14, R 15) is arranged, the electrical center of which is connected to the control input of the clock generator. Publications considered: German Auslegeschrift Nr.1191863.